Question

4．某课外活动小组的同学，在实验室做锌与浓硫酸反应的实验中，甲同学认为产生的气体是二氧化硫，而乙同学认为除二氧化硫气体外，还可能产生氢气．为了验证甲、乙两同学的判断是否正确，丙同学设计了如图所示的实验装置（锌与浓硫酸共热时产生的气体为X，且该反应装置已略去）．

请回答：
（1）上述实验中生成二氧化硫气体的化学方程式为Zn+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O．
（2）乙同学认为还可能产生氢气的理由是当Zn与浓H₂SO₄反应时，浓H₂SO₄浓度逐渐变稀，Zn与稀H₂SO₄反应可产生H₂．
（3）A中加入的试剂可能是品红溶液，作用是检验SO₂；B中加入的试剂可能是浓H₂SO₄，其作用是吸收水蒸气；E中加入的试剂可能是碱石灰，作用是防止空气中的水蒸气进入D中．
（4）可以证明气体X中含有氢气的实验现象：
C中：黑色粉末变成红色，
D中：白色粉末变成蓝色．
如果去掉装置B，还能否根据D中的现象判断气体X中含有氢气？不能（填“能”或“不能”），原因是通过品红溶液、酸性KMnO₄溶液后，混合气体中可能含H₂O，会干扰H₂的检验．
（5）工业上常常将废铜屑倒入热的稀H₂SO₄中并通入空气来制备CuSO₄，该过程的化学方程式为2Cu+2H₂SO₄（稀）+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）锌与浓硫酸加热反应生成硫酸锌和二氧化硫、水；
（2）浓硫酸具有强的氧化性，与锌反应对应还原产物为二氧化硫，随着反应进行浓硫酸浓度降低变为稀硫酸，稀硫酸与锌反应生成硫酸锌和氢气；
（3）二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，所以可以用品红溶液检验二氧化硫；浓硫酸具有吸水性；空气中含有水蒸气，应连接干燥装置防止干扰实验；
（4）氢气具有还原性，能还原部分金属氧化生成水，水可以用无水硫酸铜检验，从而检验氢气；B装置的作用是吸收水，防止水蒸气对后面的氢气的检验造成干扰；
（5）铜与氧气、硫酸反应生成硫酸铜和水．

解答 解：（1）锌与浓硫酸加热反应生成硫酸锌和二氧化硫、水，化学方程式：Zn+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O；
故答案为：Zn+2H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZnSO₄+SO₂↑+2H₂O；
（2）浓硫酸具有强的氧化性，与锌反应对应还原产物为二氧化硫，随着反应进行浓硫酸浓度降低变为稀硫酸，稀硫酸与锌反应生成硫酸锌和氢气；
故答案为：当Zn与浓H₂SO₄反应时，浓H₂SO₄浓度逐渐变稀，Zn与稀H₂SO₄反应可产生H₂；
（3）二氧化硫具有漂白性，能使品红溶液褪色，所以可以用品红溶液检验二氧化硫；酸性高锰酸溶液能氧化二氧化硫导致酸性高锰酸钾溶液褪色，水溶液中含有水蒸气，影响氢气检验，为防止水蒸气干扰，用浓硫酸干燥气体，所以C中盛放浓硫酸，目的是吸收水蒸气；空气中含有水蒸气，干扰氢气的检验，所以E中盛放碱石灰，目的是吸收水蒸气，
故答案为：品红溶液；检验SO₂；浓H₂SO₄；吸收水蒸气；碱石灰；防止空气中的水蒸气进入D装置；
（4）氢气具有还原性，能还原部分金属氧化生成水，水可以用无水硫酸铜检验，根据元素守恒知，气体X中含有氢气，看到的现象是：C中黑色固体变为红色，D中白色固体变为蓝色；
通过品红溶液、酸性KMnO₄溶液后，混合气体中可能含H₂O，会干扰H₂的检验，所以如果去掉装置B，不能根据D中的现象判断气体X中含有氢气；
故答案为：C中黑色固体变为红色，D中白色固体变为蓝色；
不能；通过品红溶液、酸性KMnO₄溶液后，混合气体中可能含H₂O，会干扰H₂的检验；
（5）铜与氧气、硫酸反应生成硫酸铜和水，方程式：2Cu+2H₂SO₄（稀）+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O；
故答案为：2Cu+2H₂SO₄（稀）+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+2H₂O；

点评 本题考查性质实验方案设计，侧重考查学生实验基本操作、物质的性质、物质的检验等知识点，明确物质的性质是解题关键，注意实验设计的严密性，题目难度中等．